CN110621505B - 打印子组件 - Google Patents

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Abstract

公开一种打印子组件。所述打印子组件包括框架、联接到所述框架的打印棒以及联接到所述打印棒的提升机构。所述提升机构使所述打印棒相对于所述框架选择性地移动。流体接收系统联接到所述打印棒。

Description

打印子组件
背景技术
打印设备—包括打印机，复印机，传真机，包括附加的扫描功能、复印功能以及整理功能的多功能设备，一体化设备或其他设备，诸如用于在三维物体上打印图像的移印机和三维打印机(增材制造)—接收数字图像或数字模型，并在诸如普通纸、相纸、透明片的介质上以及在除了宽且薄的介质之外或代替该宽且薄的介质的诸如金属介质和聚合物介质的其他介质上产生物体或图像。图像可以从打印设备被直接得，或者从远程位置(例如从计算设备或计算网络)被通信到打印设备。墨或其他打印材料可以储存在可再填充或可移除的容器中。在片材馈送式设备的示例中，片材从介质堆叠中选择，通常一次一张，并沿着馈送路径通过介质支撑部被馈送到输出托盘。在辊馈送式设备中，介质的筒(web)沿着馈送路径通过介质支撑部被馈送到输出部。介质在介质支撑部处与打印头相互作用以在介质上产生图像。三维打印机接收数字模型或物体的其他数据源，并且可以形成连续的材料层以诸如经由打印头、挤制加工、基于烧结的工艺或其他工艺来产生三维物体。
附图说明
图1是示出示例打印子组件的示意图。
图2是示出包括可更换的打印子组件(诸如图1的打印子组件)的打印设备的示例的示意图。
图3是示出被包括在示例打印子组件(诸如图1的示例打印子组件)上的示例特征的示意图。
图4是示出图1的示例打印子组件的打印子组件的另一示例的示意图。
具体实施方式
许多商业上使用的打印设备，诸如办公室、学校以及实验室中的喷墨打印机、复印机或多功能设备，都是现场被修理，而不是被回流工厂。技术人员经常被迅速派遣到打印机，在打印机处基于服务合同来进行维修。如果修理过于频繁且投入过多，则由于不能使用打印设备或者因为服务合同的费用，业务遭受损失或者用户变得沮丧。
在许多示例中，商业上使用的打印设备被坚固地构造，但是难以修理。在一个示例中，打印设备可以具有难以修理的打印棒，该打印棒可以包括横跨介质宽度的一组打印头。打印棒的修理可能包括首先移除扫描仪或文档馈送器，并拆卸馈送路径和数据电缆的一部分部件。如果打印棒已经发生故障或处于失修中，则可能相关零件(诸如驱动马达、齿轮、轴承)和其他特征件也接近使用寿命的结束。这些零件也可能难以修理，并在不同的上门服务中也经常被逐一更换。在各种服务间隔对难以接近的小零件进行修理可能导致对相对便宜的部件的进行的昂贵上门修理、重复的上门服务以及长的修理时间。
图1示出示例打印子组件100，该示例打印子组件100可以包括用于打印设备中的可更换的打印子组件。打印子组件100包括打印棒102和提升机构104，打印棒102和提升机构104中的每个均被联接到框架106。提升机构104使打印棒102相对于框架106选择性地移动。流体接收系统108被联接到打印棒102。例如，流体接收系统108与打印棒102流体连通。
在一个示例中，打印子组件100也可以包括被联接到框架106的不打算被修理或者被现场修理的其他部件，诸如服务站和其他部件。反而，可更换的打印子组件100可以从打印设备被移除，并用新的子组件来更换。在一个示例中，流体接收系统108可以包括泵，但是打印子组件100不包括用户可再填充的墨容器或墨供应源。反而，用户可再填充的墨容器或墨供应源位于打印设备内，并且被可移除地联接到流体接收系统108。
图2示出具有底架202的示例打印设备200，该底架202被可操作地联接到已安装的可更换的打印子组件204。可更换的打印子组件204可以是打印子组件100的示例。
适于采纳可更换的打印子组件204的打印设备200的范例可以包括打印机、扫描仪、复印机、传真机、绘图机或其他设备(诸如移印机或三维打印机)中的两个或更多个的一个或多个组合。打印设备可以作为独立设备、被联接到计算机网络的设备、或者由计算机或其他处理设备操作的外围或辅助设备中的两个或更多个的一个或多个组合来操作。在一个示例中，打印设备是喷墨打印机。打印介质可以包括各种尺寸和类型的纸、塑料、织物，诸如纸张、辊馈送介质和其他介质。本公开包括用于说明的在介质上喷墨打印的示例，并且该示例不旨在局限于墨或者在介质上打印，并且可以包括用于在介质上打印之外用途的分配、喷射或以其他方式沉积除墨之外的流体。
打印设备200可以包括具有介质支撑部212的介质传输系统210，该介质支撑部212适于提供介质以用于通过打印子组件204进行标记。例如，介质传输系统210可以包括用于以片材或筒辊的形式将介质输送和提供到子组件204以用于打印的机构。控制器214被可操作地联接到介质传输系统210以控制介质传输系统210，该控制器214可以包括处理器、存储设备以及通信电路系统。控制器214可以包括被联接到打印子组件204的电力电路216和图像处理电路系统218以提供电力和数据(例如图像数据)来操作子组件204。打印设备200也包括可再填充的流体供应源220以提供用于打印的墨或其他材料。例如，可再填充的流体供应源220可以包括用于分别接收用于彩色打印的多种彩色墨的多个储存器，或者用于单色打印的单个储存器。在一个示例中，流体供应源被可操作地联接到底架202。
示例中的打印子组件204包括框架222、打印棒224、流体接收系统226以及提升机构228。框架222可以被可移除地联接到底架202，并且可以包括联接特征件和位置特征件，该联接特征件和该位置特征件将框架相对于打印设备200的部件(诸如介质支撑部212)来选择性地定位。控制器214可以与信号连接件可操作地联接，以选择性地操作打印棒224。
框架222可以包括一组直立壁，该直立壁由大致刚性材料(如金属薄片)冲压或切割而成。在一个示例中，框架222的四个直立壁围绕打印棒224和流体接收系统226。框架222可以包括对准系统，该对准系统具有从框架延伸的一个或多个突起(诸如凸缘或突片)，或者开口(诸如狭槽或孔)。对准系统可以被用于以所有六个运动自由度将刚性打印子组件204正确定位和完全约束在打印装置200内。对准系统被配置成与打印设备中(诸如底架202上)的相应特征件匹配或附接，以约束打印子组件204。框架222可以包括其他特征件(诸如孔)，该其他特征件用于接收紧固件(例如螺钉)以将子组件204附接到打印设备200的底架202。
流体接收系统226与打印棒224流体连通。此外，流体接收系统226可通过一个或多个可移除的连接件联接，以与流体供应源220流体连通。在一个示例中，框架222上的流体接收系统226包括泵以用于从流体供应源220汲取墨或其他材料，并且该流体接收系统226向打印棒224提供墨或其他材料以用于在介质上打印。在一些示例中，流体接收系统226可以包括几个泵，每个泵对应于流体供应源220的多个流体储存器。流体接收系统226包括可以被可操作地连接，诸如被可移除地联接到流体供应源220的联接器。在流体接收系统226包括泵的示例中，泵可以包括具有可以被可移除地连接到流体供应源的联接器的流体导管，诸如管。联接器可以包括针、隔膜或其他流体联接机构以附接到流体供应源并将流体传输到泵。在框架222不包括泵的示例中，流体接收系统226可以包括被可移除地联接到泵的管道(tubing)。然而，流体接收系统不包括不位于子组件204内的可再填充或可更换的流体供应源220。
打印棒224包括具有用于分配墨的一个或多个打印头的细长元件。在一个示例中，打印棒224横跨在介质支撑部212上打印介质的宽度，以使打印棒224不横跨打印介质的宽度来回地移动以分配墨。
打印棒224包括用于打印的一个或多个笔。在一个示例中，打印棒224包括以阵列形式被首尾相连地布置在打印棒224上的多个笔，每个笔的一部分沿着打印棒的跨度与相邻笔的一部分重叠。打印棒224可以包括例如交错配置的两行或更多行笔，每行中的一个笔延伸到笔之间的重叠中，以用于横跨打印棒的整个跨度或大部分跨度进行无缝打印。在一个示例中，笔的配置可以提供横跨打印介质的全跨度的无缝打印。
笔包括被配置成将流体(诸如墨)喷射到介质上(例如，筒或纸张上)的机构。每个笔可以包括一个或多个打印头和被应用到打印头的流体的自容式储存器或贮存器。流体的自容式储存器或贮存器与流体接收系统226流体连通并接收来自流体供应源220的流体。每个打印头可以包括一个或多个打印管芯。例如，打印头可以包括被配置为打印青色和品红色墨的管芯，而另一管芯可以被配置为打印黑色和黄色墨。在一个示例中，打印头包括热阻式按需滴定的喷墨打印头。在另一示例中，打印头可以包括压阻式喷墨打印头。在又一示例中，打印头可以包括被配置成以受控方式喷射流体的其它机构。
在热阻式喷墨打印头的示例中，加热元件位于喷射墨的各个喷嘴内。施加电流以将加热元件加热，并使少量墨快速加热并变成蒸发的。蒸发的墨形成加压气泡，当墨膨胀时，该加压气泡通过喷嘴喷射流体墨。打印头驱动器电路被联接到各个加热元件以提供能量脉冲并且控制液体墨的喷射，且因此控制来自喷嘴的墨滴的沉积。打印头驱动器响应于字符发生器和其他图像形成电路系统(其可以被包括为控制器的一部分)，例如，以给打印头的选择喷嘴通电，从而在打印介质上形成图像。
打印子组件204也可以包括用于清洁打印棒224的服务站240和用于在不使用时覆盖打印棒224的罩。服务站240也可以包括服务驱动器242，或者被可操作地联接到服务驱动器242并且通过信号连接件由控制器214致动以将服务站240相对于打印棒224移动。在一个示例中，服务站240被联接到框架224，并且被包括在可更换的打印子组件204内且被附接到框架222。在另一示例中，服务站240不被包括在可更换的打印子组件204内，并且被可操作地联接到底架202。
提升机构228可以被用于，基于打印介质的类型和其他考虑因素响应于从控制器214所提供的信号，将打印棒224精确地定位在距介质支撑部212的特别选择的距离中，诸如“笔-至-纸的间距”。另外，提升机构228可以被用于将打印棒224与介质支撑部212分离，以便将服务站240应用到打印头。提升机构228可以将打印棒224相对于介质支撑部212从打印头靠近打印介质的打印位置选择性地移动到一个或多个服务位置，在该一个或多个服务位置中，当打印头不打印时，服务站240可以清洁或遮盖打印棒224。
提升机构228可以包括响应于来自控制器214的信号而操作的马达和驱动器。驱动器可以包括齿轮或其他机构，用以使打印棒224相对于框架222沿着提升引导件而移动。在一个示例中，提升引导件可以包括被联接到框架222的齿条，并且马达被可操作地联接到与齿条啮合的小齿轮。在本示例中，马达和小齿轮可以被可操作地联接到打印棒224以与打印棒224一起且相对于框架222移动。马达可以将小齿轮相对于齿条选择性地设置，以将打印棒224相对于框架222定位。
子组件204可以包括电路系统，该电路系统用于将适当的电力信号和致动信号连接到打印棒424、流体接收系统226、提升机构228以及服务站240(如果被包括在子组件400上)。在一个示例中，电路系统被包括在一个或多个印刷电路组件上，该印刷电路组件包括具有信号连接器的一个或多个扁平柔性电路，该信号连接器可以被可操作地联接以从控制器214接收电力信号和数据信号。在一个示例中，扁平柔性电路被配置为不重叠，以便减少串扰或电磁干扰。如果子组件的部件被单独安装或被修理，并且没有注意到被附接到控制器的相应接线，则扁平柔性电路中的信号线的固定位置避免重叠。
在图示的示例中，底架202被联接到壳体260并被该壳体260包围。壳体206可以包括开口262，并且盖子264被选择性地放置在开口262上。在一个示例中，盖子264可以从壳体260拆卸，即可移除地附接，以经由开口262暴露壳体260内的子组件204。在另一示例中，盖子264诸如经由铰链或其他机构保持被附接到壳体260，并且被选择性地从开口262移离以提供通向子组件204的入口。在一个示例中，开口262足够大，以允许技术人员将子组件204从底架202、从控制器214以及从流体供应源220从拆卸，并通过开口262移除子组件204。用来将子组件204紧固到底架202的机械紧固件、用来将子组件204联接到控制器214的信号连接器、用来将子组件联接到流体供应源220的流体连接器经由开口262是可容易地接近的以移除子组件204。此外，更换子组件可以经由开口262被重新附接到控制器214和流体供应源220并被连接到底架202。另一示例壳体包括多个开口，该多个开口包括用于将紧固件以及电连接件和流体连接件通向子组件204的开口。壳体可以包括用于再填充流体供应源220的另一开口。。
图3示出与服务站240大致对应的示例服务站300。在打印期间，墨倾向于积聚在打印头的喷嘴处。墨积聚或残留墨可能是由未完全喷射的墨滴、喷嘴周围过量的墨以及从打印介质反射的墨飞溅造成的。喷嘴也易受灰尘、快干墨、墨固体以及介质微粒堵塞。
服务站300包括擦拭机构302和罩304，该擦拭机构302用于清洁打印头和保持打印头的功能性，该罩304用于在不使用时覆盖打印头，以降低墨干燥或污染物聚集在喷嘴中和喷嘴上的可能性。在服务站被承载在框架222上的一个示例中，服务站300经由服务引导件(未示出)被可操作地联接到框架222。在服务站300被承载在底架204上而不是在可更换的打印子组件204上的示例中，服务引导件被联接到底架204。服务站300也可以包括服务驱动器306或者被可操作地联接到该服务驱动器306，以响应于来自控制器214的信号相对于框架222和打印棒224沿着服务引导件移动服务站300。
擦拭机构302可以包括筒辊和馈送机构。馈送机构可以包括两个线轴，诸如馈送供应源和卷带盘，在这两个线轴之间筒辊310的暴露区域被缠绕(wound)。在一个示例中，线轴被可操作地联接到齿轮或钝齿轮312，该齿轮或钝齿轮312可以与棘爪选择性地接合以推动筒辊。筒辊可以响应于来自控制器214的信号而被推动，控制器214可以基于如下因素来确定是否推动筒辊，该因素包括打印棒的健康、使用的频率以及最后擦拭的时间。
罩304可以被配置成适配打印棒224的管芯并大致密封该管芯。在一个示例中，罩304由柔性材料(诸如乙烯丙烯二烃单体(M级)(EPDM)橡胶或其它弹性体)形成，该柔性材料适于密封打印头并防止打印头在不使用时干燥和积聚污染物。在一个示例中，罩304可以包括微型通气口，以允许罩内的空气压力缓慢调节到环境压力。打印头可以响应于来自控制器214的信号被遮盖，控制器214可以基于诸如以下因素来确定是否遮盖，该因素包括打印作业之间的时间，或者打印设备是否已经停止打印、是否已经被关电，或者子组件204是否从打印设备200移除。
服务驱动器306可以沿着行进的服务路径相对于框架222和打印棒224将服务站300选择性定位在用于通过筒辊310的暴露部分擦拭打印棒的擦拭位置、用于通过罩304覆盖打印棒224的遮盖位置、以及用于允许提升机构226相对于处于打印位置的打印棒224定位介质支撑部212的一个或多个其他位置之间。
图4示出根据子组件100、204构造的具有框架422、打印棒424、流体接收系统426以及提升机构428的示例子组件400。子组件400被可移除地联接到流体供应容器420，该流体供应容器420可以根据供应源220构造，并且不包括作为子组件400的一部分。在示例中，流体接收系统426包括泵430，该泵430经由管道432与打印棒424流体连通。例如，管道432可以与打印棒424上的流体的自容式储存器或贮存器流体连通。管道432可以被配置成不可从打印棒424移除。在另一示例中，如果泵430被包括作为子组件400的一部分，则管道432也不可从泵430移除。
在泵430被包括作为子组件400的一部分的示例中，流体接收系统426也可以包括与泵430流体连通的附加管道434，该泵430被配置为被联接到流体供应容器420。管道434可以包括远端436，该远端436具有被可移除地联接到容器420的联接器438。流体输送系统426可以包括附加管道434，在具有多个流体供应容器(诸如用于每种颜色的墨或粘合剂的容器)的情况下，该附加管道434被可移除地联接到流体容器420。在一个示例中，来自流体容器420的管道434与泵430可移除地联接。
在另一示例中，流体接收系统426包括回流管道440，该回流管道440形成流体从打印棒424流向流体容器420的回流路径。来自打印棒424的多余流体或墨通过回流管道440在回流路径上被回流到流体容器420。在一个示例中，将多余流体从打印棒424回流到流体容器420可以降低打印棒424中墨的劣化或缓慢老化。回流管道440可以包括远端444上的联接器442，该联接器442可以被可移除地联接到流体容器420。流体接收系统426可以包括附加回流管道440，在具有多个流体供应容器(诸如用于每种颜色的墨或粘合剂的容器)的情况下，该附加回流管道440被可移除地联接到流体容器420。
流体接收系统426可以包括附加部件和元件以用于将流体从(一个或多个)流体供应容器420提供到打印棒424。例如，流体接收系统426可以包括电路系统和传感器，该电路系统和传感器用于检测流体供应水平或流体流，以及子组件400上的其他流体相关参数或信息，以及用于经由电互连件向打印设备上的控制器(诸如控制器214)提供电信号。
尽管本文已经示出和描述具体示例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以用各种替代和/或等效的实施方式来替代所示出和描述的具体示例。本申请旨在覆盖本文所讨论的具体示例的任何调整或变型。因此，旨在本公开应仅由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种可更换的打印子组件，包括：
打印棒；
提升机构；
框架，联接到所述打印棒和所述提升机构，使得所述提升机构使所述打印棒相对于所述框架选择性地移动，其中所述框架被配置以能移除地联接到打印设备的底架；以及
联接到所述打印棒的流体接收系统，所述流体接收系统相对于所述框架不移动，其中所述流体接收系统包括被配置用以与所述打印棒和所述打印设备的流体供应源流体连通的回流管。
2.根据权利要求1所述的打印子组件，其中所述流体接收系统与所述打印棒流体连通。
3.根据权利要求2所述的打印子组件，其中所述流体接收系统包括联接到所述框架的泵。
4.根据权利要求2所述的打印子组件，其中所述打印棒包括联接到多个打印头的打印棒元件。
5.根据权利要求1所述的打印子组件，包括用以将电力和数据连接到所述打印棒的电路系统。
6.一种打印设备，包括:
底架；
能操作地联接到所述底架的介质支撑部；
能操作地联接到所述底架的流体供应源；以及
可更换的打印子组件，所述可更换的打印子组件包括：
打印棒，
提升机构，能操作地联接到所述打印棒以将所述打印棒相对于所述介质支撑部选择性地定位，
框架，联接到所述打印棒和所述提升机构并能移除地联接到所述底架，以及
流体接收系统，联接到所述打印棒且能移除地联接到所述流体供应源，所述流体接收系统相对于所述框架不移动，其中所述流体接收系统包括与所述打印棒和所述流体供应源流体连通的回流管。
7.根据权利要求6所述的打印设备，包括喷墨打印机。
8.根据权利要求6所述的打印设备，其中所述底架包括具有开口的壳体，并且其中能从所述开口接近子组件。
9.根据权利要求6所述的打印设备，其中所述流体接收系统包括泵和具有联接器的管，所述联接器能移除地联接到所述流体供应源。
10.根据权利要求9所述的打印设备，其中所述联接器包括针。
11.根据权利要求6所述的打印设备，包括具有可拆卸信号通路的控制器，所述可拆卸信号通路能操作地联接到所述子组件以将电力和数据连接到所述打印子组件。
12.根据权利要求11所述的打印设备，其中所述可拆卸信号通路包括扁平柔性电路。
13.一种可更换的打印子组件，包括
框架；
打印棒；
与所述打印棒流体连通的墨接收系统，所述墨接收系统具有能操作地联接到所述框架的泵，其中所述墨接收系统包括被配置用以与所述打印棒和打印设备的流体供应源流体连通的回流管；
框架，联接到所述墨接收系统，使得所述墨接收系统相对于所述框架不移动，其中所述框架被配置以能移除地联接到所述打印设备的底架；以及
提升机构，能操作地联接到所述打印棒以使所述打印棒相对于所述框架选择性地移动。
14.根据权利要求13所述的可更换的打印子组件，包括能操作地联接到所述框架并能相对于所述框架移动的服务站。
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